所以软件方式实现的 RAID 6 对于系统性能会有明显的影响,而硬件方案则相对复杂。 这是因为对于任何二阶有限域而言,加法其实就是异或。 Q的计算则是对每个条带进行移位运算之后的结果进行异或。 RAID 50在底層的任一組或多組RAID 5中出現1顆硬碟損壞時,仍能維持運作,不過如果任一組RAID 5中出現2顆或2顆以上硬碟損毀,整組RAID 50就會失效。 與計算 P 相比,對 Q 的計算要更加消耗CPU。
在存放数据时,分段后分散儲存在这些磁盘中,因為讀寫時都可以并行處理,所以在所有的级别中,RAID 0的速度是最快的。 但是RAID 0既没有冗余功能,也不具備容錯能力,如果一个磁盘(物理)损坏,所有数据都会丢失,危險程度與JBOD相當。 RAID-5 将在单个磁盘停止工作但导致整个 EIDE 总线发生故障(或整个 EIDE 控制器卡发生故障)但只是暂时停止运行的情况下提供有限的保护。 如果更换坏盘解决了问题,即故障没有永久损坏其他磁盘上的数据,那么 RAID-5 阵列将正常恢复。
由於底層是以RAID 6組成,所以RAID 60可以容許任一組RAID 6中損毀最多2顆硬碟,而系統仍能維持運作;不過只要底層任一組RAID 6中損毀3顆硬碟,整組RAID 60就會失效,當然這種情況的概率相當低。 RAID 01則是跟RAID 10的程式相反,是先鏡像再將資料到分割兩組硬碟。 它將所有的硬碟分為兩組,每組各自構成為RAID 0作為最低組合,而將兩組硬碟組合為RAID 1運作。 RAID 5是一種儲存效能、數據安全和儲存成本兼顧的儲存解決方案。
- 近年使用NAS的人越來越多,無論是企業或是個人用戶,都會選擇使用NAS來存放一些重要的資料,但是當NAS故障時會有的症狀,你都清楚嗎?
- 若第一顆硬碟損壞,通常無法作救援(因為大部分檔案系統將磁碟分割表(partition table)存在磁碟前端,即第一顆),失去磁碟分割表即失去一切數據,若遭遇磁碟陣列資料或硬碟出錯的狀況,危險程度較RAID 0更劇。
- RAID 50由於在上層把多組RAID 5構成Stripe,效能比起單純的RAID 5高,容量利用率比RAID5要低。
- RAID5技术是把硬盘设备的数据奇偶校验信息保存到其他硬盘设备中。
- RAID 10是先分割資料再鏡像,再將所有硬碟分為兩組,視為以RAID 1作為最低組合,然後將每組RAID 1視為一個「硬碟」組合為RAID 0運作。
- 但在部分的JBOD數據恢復實踐中,可以恢復未損毀之硬碟上的數據。
換句話說,就是對兩組以上的RAID 6作Stripe存取。 RAID 6至少需具備4顆硬碟,所以RAID 60的最小需求是8顆硬碟。 RAID4有應用在某些商用機器上,像是NetApp公司設計的NAS系統就是使用RAID4的設計概念。
資料的存放機制是由第一顆硬碟開始依序往後存放,即作業系統看到的是一個大硬碟(由許多小硬碟組成的)。 但如果硬碟損毀,則該顆硬碟上的所有数据將無法救回。 若第一顆硬碟損壞,通常無法作救援(因為大部分檔案系統將磁碟分割表(partition table)存在磁碟前端,即第一顆),失去磁碟分割表即失去一切数据,若遭遇磁碟陣列資料或硬碟出錯的狀況,危險程度較RAID 0更劇。 它的好處是不會像RAID 0,每次存取都要讀寫全部硬碟。 但在部分的JBOD數據恢復實踐中,可以恢復未損毀之硬碟上的數據。 同時,因為每次讀寫操作只作用於單一硬碟,JBOD的傳輸速率與I/O表現均與單顆硬碟無異。
因为带宽加倍,所以读/写速度加倍, 但RAID 0在提高性能的同时,并没有提供数据保护功能,只要任何一块硬盘损坏就会丢失所有数据。 因此RAID 0 不可应用于需要数据高可用性的关键领域。 写入数据的速度相对单独写入一块硬盘的速度略慢,若使用「回寫快取」可以讓效能改善不少。 同时由于多个数据对应一个奇偶校验信息,RAID 5的磁盘空间利用率要比RAID 1高,存储成本相对较便宜。
raid0: 磁碟陣列比較表
两组以上的N個磁盘相互作镜像,在一些多线程操作系统中能有很好的读取速度,理論上读取速度等於硬盘數量的倍數,与RAID 0相同。 其原理为在主硬盘上存放数据的同时也在镜像硬盘上写一样的数据。 当主硬盘(物理)损坏时,镜像硬盘则代替主硬盘的工作。 因为有镜像硬盘做数据备份,所以RAID 1的数据安全性在所有的RAID级别上来说是最好的。 但無論用多少磁碟做RAID 1,僅算一個磁碟的容量,是所有RAID中磁盘利用率最低的一個级别。 它將兩个以上的磁盘並联起来,成为一个大容量的磁盘。
所以軟件方式實現的 RAID 6 對於系統效能會有明顯的影響,而硬件方案則相對複雜。 如果用兩個不同大小的磁碟建RAID 1,可用空間為較小的那個磁碟,較大的磁碟多出來的空間也可以分割成一個區來使用,不會造成浪費。 它擁有一個鏡像條帶陣列,硬碟裡其中一個條帶就是一個是由3組以上的RAID 5組成RAID 3硬碟陣列。 它擁有一個鏡像條帶陣列,硬碟裏其中一個條帶就是一個是由3組以上的RAID 5組成RAID 3硬碟陣列。 在上述配置中,我们把4块磁盘组合在一起形成一个独立的逻辑驱动器,容量相当于容量最小硬盘的4倍。 RAID 6與RAID 0的組合:先作RAID 6,再作RAID 0。
0级RAID对大数据量的请求工作性能最好,数据量越大性能就越好。 如果请求的数据量大于驱动器数乘以条带大小,那么某些驱动器将得到多个请求,在完成了第一个请求之后就会开始处理第二个请求。 控制器的责任是分解请求,并且以正确的顺序将适当的命令提供给适当的磁盘,之后在内存中将得到的这些数据装配起来。
raid0: RAID 0 讀寫方式
当我们需要恢复RAID10中损坏的磁盘时,只需要更换新的硬盘,按照RAID10的工作原理来进行数据恢复,恢复数据过程中系统仍能正常工作。 以chunk单位,读写数据,因为读写时都可以并行处理,所以在所有级别中,RAID0的速度是最快的。 但是RAID0既没有冗余功能,也不具备容错及能力,如果一个磁盘(物理)损坏,所有数据都会丢失。 RAID技术出现的初衷是把多个小容量的硬盘组合起来,以获得更大的存储容量。 当前我们所说的RAID技术更多则是与数据保护相关,换言之,当物理设备失效时,RAID能够用来防止数据的丢失。 由於底層是以RAID 6組成,所以RAID 60可以容許任一組RAID 6中損毀最多2顆硬碟,而系統仍能維持運作;不過只要底層任一組RAID 6中損毀3顆硬碟,整組RAID 60就會失效,當然這種情況的機率相當低。
風險相對提高,也是多數人為此退卻,進而選擇使用『RAID 1』的原因。 每種等級都有其理論上的優缺點,不同的等級在兩個目標間取得平衡,分別是增加資料可靠性以及增加存储器(群)读写效能。 與 RAID-4 一樣,有效大小是 N-1 個磁碟的大小。 然而,由於奇偶校驗資訊也在 N 個驅動器之間均勻分佈,因此避免了每次寫入都必須更新奇偶校驗磁碟的瓶頸。 每種等級都有其理論上的優缺點,不同的等級在兩個目標間取得平衡,分別是增加資料可靠性以及增加記憶體(群)讀寫效能。
磁盘之间的连接既可以使用硬件的形式通过智能磁盘控制器实现,也可以使用操作系统中的磁盘驱动程序以软件的方式实现。 RAID 0的缺点是不提供数据冗余,因此一旦用户数据损坏,损坏的数据将无法得到恢复。 RAID0运行时只要其中任一块硬盘出现问题就会导致整个数据的故障。 RAID 0又称为Stripe或Striping,它代表了所有RAID级别中最高的存储性能。 RAID 0提高存储性能的原理是把连续的数据分散到多个磁盘上存取,这样,系统有数据请求就可以被多个磁盘并行的执行,每个磁盘执行属于它自己的那部分数据请求。 这种数据上的并行操作可以充分利用总线的带宽,显著提高磁盘整体存取性能。
因為有鏡像硬碟做數據備份,所以RAID 1的數據安全性在所有的RAID級別上來說是最好的。 但無論用多少磁碟做RAID 1,僅算一個磁碟的容量,是所有RAID中磁碟利用率最低的一個級別。 实现RAID 0至少需要两块以上硬盘,它将两块以上的硬盘合并成一块,数据同时分散在每块硬盘中。 这种数据上的并行操作可以充分利用总线的带宽,显著提高磁盘整体存取性能,但同时忽略了数据的可靠性,其中的任何一个硬盘失效或故障则影响到所有的数据。 因此,RAID 0不能应用于数据安全性要求高的场合。 数据分散在每个硬盘当中,三块硬盘的并行操作使得同一时间内磁盘读/写的速度提升4倍。
raid0: 個人工具
數碼監控系統(DVR)、網絡監控系統(NVR)等等需要大量儲存影片的監控系統業者,軍方、賭場因為需要大量監控系統也是常見使用磁碟陣列的客戶。 RAID 50由於在上層把多組RAID 5構成Stripe,效能比起單純的RAID 5高,容量利用率比RAID5要低。 比如同樣使用9顆硬碟,由各3顆RAID 5再組成RAID 0的RAID 50,每組RAID 5浪費一顆硬碟,利用率為(1-3/9),RAID 5則為(1-1/9)。 RAID 7並非公開的RAID標準,而是Storage Computer Corporation的專利硬件產品名稱,RAID 7是以RAID 3及RAID 4為基礎所發展,但是經過強化以解決原來的一些限制。 另外,在實作中使用大量的緩衝記憶體以及用以實現非同步陣列管理的專用即時處理器,使得RAID 7可以同時處理大量的IO要求,所以效能甚至超越了許多其他RAID標準的實作產品。
理論上因檔案是被2台以上硬碟的所有磁頭同步讀寫,存取速度加倍(其實硬碟速度已快到使用者無法分辨,不必太計較測試數字)。 RAID 01則是跟RAID 10的程序相反,是先鏡像再將資料到分割兩組硬碟。 它將所有的硬碟分為兩組,每组各自构成为RAID 0作为最低組合,而將兩組硬碟组合为RAID 1運作。 为了达到容忍任意两块磁盘失效的目的,需要计算两种不同的综合解码。
在这里,需要注意的是,读只能在一块磁盘上进行,并不会进行并行读取,性能取决于硬盘中较快的一块。 写的话通常比单块磁盘要慢,虽然是并行写,即对两块磁盘的写入是同时进行的,但因为要比较两块硬盘中的数据,所以性能比单块磁盘慢。 硬體輔助磁碟陣列(Hardware-Assisted RAID):需要一張基於Fake RAID的RAID卡,以及廠商所提供的驅動程式,但此類RAID卡仍然通過CPU進行運算。 采用块交织技术(Block interleaving)。 它与RAID 3不同的是它在分割时是以区块为单位分别存在硬盘中,但每次的数据存取都必须从同位元检查的那个硬盘中取出对应的同位元数据进行核对,由于过于频繁的使用,所以对硬盘的损耗可能会提高。
採用塊交織技術(Block interleaving)。 它與RAID 3不同的是它在分割時是以區塊為單位分別存在硬碟中,但每次的數據存取都必須從同位元檢查的那個硬碟中取出對應的同位元數據進行核對,由於過於頻繁的使用,所以對硬碟的損耗可能會提高。 虽然Raid10方案造成了50%的磁盘浪费,但是它提供了200%的速度和单磁盘损坏的数据安全性,并且当同时损坏的磁盘不在同一Raid1中,就能保证数据安全性。
它使用的是Disk Striping(硬碟分割)技術。 RAID 0 是只要當任何一台硬碟故障,因爲無容錯功能,RAID 0 即受損,出現 RAID Failure、Offline…導致資料無法正常讀寫。 只要其中一台硬碟故障,整組RAID 0 便無法運作,與其他RAID 相較之下,故障機率加倍、資料損毀的風險更高。 每台硬碟都會受損,硬碟運轉時就會耗損,壽命到時也一定會故障,如1台硬碟故障機率是1,2台硬碟故障機率就是2倍。
軟體磁碟陣列(Software RAID):主要由CPU處理陣列儲存作業,缺點為耗損較多CPU資源運算RAID,優點則是價格偏低。 分類有3種:基於主機板的磁碟陣列:只需要主機板支援即可(通常是晶片組內建的RAID功能,如Intel Matrix RAID,Intel Rapid Storage Technology),不需要任何磁碟陣列卡。 若主機板損壞,可能難以購買同款主機板重建RAID。 硬件輔助磁碟陣列(Hardware-Assisted RAID):需要一張基於Fake RAID的RAID卡,以及廠商所提供的驅動程式,但此類RAID卡仍然通過CPU進行運算。 RAID功能靠執行於作業系統的廠商驅動程式和CPU運算提供。 軟件磁碟陣列(Software RAID):主要由CPU處理陣列儲存作業,缺點為耗損較多CPU資源運算RAID,優點則是價格偏低。
与 RAID-4 一样,有效大小是 N-1 个磁盘的大小。 然而,由于奇偶校验信息也在 N 个驱动器之间均匀分布,因此避免了每次写入都必须更新奇偶校验磁盘的瓶颈。 这是RAID 0的改良版,以汉明码(Hamming Code)的方式将数据进行编码后分割为独立的位元,并将数据分别写入硬盘中。 因为在数据中加入错误修正码(ECC,Error Correction Code),所以数据整体的容量会比原始数据大一些。 事实上,RAID 1的磁盘数量越多,越有可能其中某个磁盘的数据变得不一致(但仍然工作),RAID 1只会从第一个工作的硬盘里提供数据,没有办法检测到底哪个硬盘的数据不对。
相似的如果只是控制器卡损坏,则更换它将使 RAID-5 阵列正常恢复。 但是,如果不止一个磁盘损坏,尤其是文件或目录结构信息损坏,整个 RAID-5 阵列就会损坏。 RAID-5 没有对此固有的保护;但是,可以在事件标头中内置对数据的纵向奇偶校验,例如校验和记录计数 ,以标记问题。 利用虛擬化儲存技術把多個硬碟組合起來,成為一個或多個硬碟陣列組,目的為提升效能或資料冗餘,或是兩者同時提升。 独立硬盘冗余阵列(RAID,Redundant Array of Independent Disks)简称磁盘阵列。 利用虚拟化存储技术把多个硬盘组合起来,称为一个或多个硬盘阵列组,目的是为提升性能或数据冗余,或是两者同时提升。
使用單獨的連結埠如SATA、USB或1394同時控制多個各別獨立的硬碟,使用這種模式通常是較高階的裝置,還具備有RAID的功能,不需要依靠JBOD達到合併邏輯磁區的目的。 這是RAID 0的改良版,以漢明碼(Hamming Code)的方式將數據進行編碼後分割為獨立的位元,並將數據分別寫入硬碟中。 因為在數據中加入錯誤修正碼(ECC,Error Correction Code),所以數據整體的容量會比原始數據大一些。 RAID0最简单的实现方式就是把几块硬盘串联在一起创建一个大的卷集。
但如果硬碟損毀,則該顆硬碟上的所有數據將無法救回。 若第一顆硬碟損壞,通常無法作救援(因為大部分檔案系統將磁碟分割表(partition table)存在磁碟前端,即第一顆),失去磁碟分割表即失去一切數據,若遭遇磁碟陣列資料或硬碟出錯的狀況,危險程度較RAID 0更劇。 硬體磁碟陣列(Hardware RAID)RAID卡上內建處理器,不需要伺服器的CPU運算。 備份電池模組通常會配合陣列卡的Write-Back快取模式,藉由此記憶體快取讀寫作業以得到更高的讀寫效能;但是沒有備份電池模組的硬體磁碟陣列卡,切勿使用Write-Back快取模式以免遭遇斷電情形導致讀寫資料流失。 此外,因為硬體磁碟陣列卡搭載內建處理器,所以可以與作業系統分離出來,對硬碟進行各種作業,還原作業的速度也比軟體磁碟陣列快。
其中之一是P,可以象RAID 5那樣經過簡單的異或計算獲得,而另一個不同的綜合編碼則比較複雜,需要利用體論來解決。 冗餘磁碟陣列在最可能發生的單個磁碟故障情況下提供保護,在這種情況下,單個磁碟只是停止工作。 這消除了構建大型 EIDE(增強型IDE) 磁碟陣列的主要障礙。 事實上,RAID 1的磁碟數量越多,越有可能其中某個磁碟的數據變得不一致(但仍然工作),RAID 1隻會從第一個工作的硬碟里提供數據,沒有辦法檢測到底哪個硬碟的數據不對。 RAID 0具有的特点,使其特别适用于对性能要求较高,而对数据安全不太在乎的领域,如图形工作站等。
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